[0027] 以下结合部分具体的实施例,详细阐述本申请的技术方案,以便于更清楚、明确地描述本申请的特点和优势。
[0028] 实施例1填充剂的制备:
本实施例中使用的填充剂为CPO‑27‑Ni纳米颗粒,采用以下制备方法制得:
配制浓度为的0.2mol/L乙酸镍水溶液,浓度为0.1mol/L的2,5‑二羟基对苯二甲酸的四氢呋喃溶液;将两种溶液按照体积比为1:1混合搅拌均匀,然后在120℃下水热反应
40h,得到黄绿色溶液;将黄绿色溶液用去离子水洗涤干净,过滤得滤饼,滤饼在120℃下干燥8h,然后,研磨过筛,即可得到相应的CPO‑27‑Ni纳米颗粒。测得CPO‑27‑Ni纳米颗粒的平均粒径约为118nm。
[0029] 实施例1‑1渗透汽化汽油脱硫膜的制备,包括以下步骤:
(1)将双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺加入无水乙醇溶剂中,得到浓度为
0.5mol/L的有机硅溶液A,将填充剂分散在去离子水溶剂中得到浓度为0.1mol/L的分散溶液B,将有机硅溶液A与分散溶液B按照体积比1:1的比例混合搅拌均匀,并在38℃下,在硝酸的催化作用下反应8h,硝酸的用量为双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的3wt.%;使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺发生水解聚合反应,并部分包覆在填充剂纳米颗粒表面,得到溶胶溶液C;
(2)将8g羟基封端聚二甲基硅氧烷(黏度约为4Pa·s)和32g聚二甲基硅氧烷(黏度约为25Pa·s)溶解在100g辛烷中,再加入二月桂酸二丁基锡催化剂0.5g,得到溶液D;
(3)将溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:3的比例混合,并超声搅拌40min,得到均匀的铸膜液;
(4)铸膜液经静止脱泡后,涂覆在ZrO2/Al2O3支撑体表面,涂覆厚度约为31um,在
115℃的烘箱中干燥10h,交联成膜,使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的水解聚合产物、羟基封端聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷三者相互交联成膜,最终得到渗透汽化汽油脱硫膜。
[0030] 实施例1‑2与实施例1‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:5的比例混合。
[0031] 实施例1‑3与实施例1‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:8的比例混合。
[0032] 实施例2填充剂的制备:
2+
本实施例中使用的填充剂为Cu 负载的UiO‑67bpydc纳米颗粒,采用以下制备方法制得:
分别以铜和锆计算,分别配制浓度为0.5mol/L的硝酸铜和UiO‑67bpydc的乙腈溶液,将两种溶液液按照体积比为1:1混合搅拌均匀,然后在60℃下水热反应20h;然后用去离
2+
子水洗涤干净,过滤得滤饼,滤饼在110℃下干燥7h;然后,研磨过筛,即可得到相应的Cu 负载的UiO‑67bpydc纳米颗粒。测得CPO‑27‑Ni纳米颗粒的平均粒径约为133nm。
[0033] 实施例2‑1渗透汽化汽油脱硫膜的制备,包括以下步骤:
(1)将双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺加入无水乙醇溶剂中,得到浓度为
0.2mol/L的有机硅溶液A,将填充剂分散在去离子水溶剂中得到浓度为0.08mol/L的分散溶液B,将有机硅溶液A与分散溶液B按照体积比1:1的比例混合搅拌均匀,并在40℃下,在硝酸的催化作用下反应7h,硝酸的用量为双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的3wt.%;使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺发生水解聚合反应,并部分包覆在填充剂纳米颗粒表面,得到溶胶溶液C;
(2)将10g羟基封端聚二甲基硅氧烷(黏度约为5Pa·s)和30g聚二甲基硅氧烷(黏度约为25Pa·s)溶解在100g辛烷中,再加入二月桂酸二丁基锡催化剂0.5g,得到溶液D;
(3)将溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:3的比例混合,并超声搅拌40min,得到均匀的铸膜液;
(4)铸膜液经静止脱泡后,涂覆在ZrO2/Al2O3支撑体表面,涂覆厚度约为27um,在
110℃的烘箱中干燥10h,交联成膜,使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的水解聚合产物、羟基封端聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷三者相互交联成膜,最终得到渗透汽化汽油脱硫膜。
[0034] 实施例2‑2与实施例2‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:5的比例混合。
[0035] 实施例2‑3与实施例2‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:8的比例混合。
[0036] 实施例3本实施例使用的填充剂是市售的MoS2纳米片,平均粒径约为180nm。
[0037] 实施例3‑1渗透汽化汽油脱硫膜的制备,包括以下步骤:
(1)将双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺加入无水乙醇溶剂中,得到浓度为
0.2mol/L的有机硅溶液A,将填充剂分散在去离子水溶剂中得到浓度为0.1mol/L的分散溶液B,将有机硅溶液A与分散溶液B按照体积比1:1的比例混合搅拌均匀,并在40℃下,在硝酸的催化作用下反应7h,硝酸的用量为双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的3wt.%;使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺发生水解聚合反应,并部分包覆在填充剂纳米颗粒表面,得到溶胶溶液C;
(2)将8g羟基封端聚二甲基硅氧烷(黏度约为5Pa·s)和30g聚二甲基硅氧烷(黏度约为25Pa·s)溶解在100g庚烷中,再加入二月桂酸二丁基锡催化剂0.5g,得到溶液D;
(3)将溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:3的比例混合,并超声搅拌40min,得到均匀的铸膜液;
(4)铸膜液经静止脱泡后,涂覆在ZrO2/Al2O3支撑体表面,涂覆厚度约为26um,在
110℃的烘箱中干燥10h,交联成膜,使得双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的水解聚合产物、羟基封端聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷三者相互交联成膜,最终得到渗透汽化汽油脱硫膜。
[0038] 实施例3‑2与实施例3‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:5的比例混合。
[0039] 实施例3‑3与实施例3‑1的区别仅在于溶胶溶液C与溶液D按照体积比1:8的比例混合。
[0040] 对比例1相较于实施例1‑1,区别仅在于用1,2‑双三甲氧基硅基乙烷替换双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺。
[0041] 对比例2相较于实施例1‑1,区别仅在于用去离子水替换了分散溶液B。
[0042] 性能测试(1)在45℃下模拟渗透汽化脱硫试验,所用的模拟试剂是含有200ppm噻吩的辛烷
2
汽油溶液。渗透汽化性能测试时长为5h,膜厚绝对压力为200Pa,有效膜面积约为3.52cm 。
测得实施例1‑3,对比例1‑2的各膜的渗透通量、富硫因子,具体结果见表1。
[0043] 表12
渗透通量(Kg/m*h) 富硫因子
实施例1‑1 12.56 8.70
实施例1‑2 11.13 8.86
实施例1‑3 8.32 8.13
实施例2‑1 12.87 8.77
实施例2‑2 10.96 9.02
实施例2‑3 7.63 8.15
实施例3‑1 9.63 8.31
实施例3‑2 8.51 8.43
实施例3‑3 7.18 7.98
对比例1 5.93 6.75
对比例2 1.61 4.62
从表1可以看出,本申请的渗透汽化汽油脱硫膜具有优异的渗透通量和富硫因子。
随着溶胶溶液C的用量比例的增加,即填充剂和双[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺的水解聚合产物的增加,膜的渗透通量和富硫因子都会呈现增加的趋势。这表明,本申请通过使用步骤(1)制备得到的溶胶溶液C与羟基封端聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷三者相互交联成膜,很好地提高了膜的渗透通量和富硫因子。对于富硫因子,当溶胶溶液C的用量比例的增加过多后,膜的富硫因子略微下降了,可能是由于溶胶溶液C的用量增加使得填充剂的用量也随之增加,而填充剂的用量过大之后,会在一定程度上影响膜的选择性,使得膜的富硫因子略微下降。